Chemical Energy and Exergy

Chemical Energy and Exergy pdf epub mobi txt 電子書 下載 在線閱讀 2026

☆☆☆☆☆
出版者:
作者:Sato, Norio
出品人:
頁數:160
译者:
出版時間:2004-4
價格:$ 137.86
裝幀:
isbn號碼:9780444516459
叢書系列:
圖書標籤:
  • 化學能
  • 火用學
  • 能量轉換
  • Exergy
  • 熱力學
  • 能源效率
  • 化學工程
  • 可持續能源
  • 過程分析
  • 㶲分析
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具體描述

This book is a beginners introduction to chemical thermodynamics for engineers. In the textbook, efforts have been made to visualize as clearly as possible the main concepts of thermodynamic quantities such as enthalpy and entropy, thus making them more perceivable. Furthermore, intricate formulae in thermodynamics have been discussed as functionally unified sets of formulae to understand their meaning rather than to mathematically derive them in detail. In this textbook, the affinity of irreversible processes, defined by the second law of thermodynamics, has been treated as the main subject, rather than the equilibrium of chemical reactions. The concept of affinity is applicable in general not only to the processes of chemical reactions but also to all kinds of irreversible processes. This textbook also includes electrochemical thermodynamics in which, instead of the classical phenomenological approach, molecular science provides an advanced understanding of the reactions of charged particles such as ions and electrons at the electrodes. Recently, engineering thermodynamics has introduced a new thermodynamic potential called exergy, which essentially is related to the concept of the affinity of irreversible processes. This textbook discusses the relation between exergy and affinity and explains the exergy balance diagram and exergy vector diagram applicable to exergy analyses in chemical manufacturing processes. This textbook is written in the hope that the readers understand in a broad way the fundamental concepts of energy and exergy from chemical thermodynamics in practical applications. Finishing this book, the readers may easily step forward further into an advanced text of their specified line. It visualizes the main concepts of thermodynamics to show the meaning of the quantities and formulae; focuses mainly on the affinity of irreversible processes and the related concept of exergy; and, provides an advanced understanding of electrochemical thermodynamics.

好的,下麵是一份關於能源與係統分析的圖書簡介,聚焦於熱力學、能量轉換、以及係統效率的深入探討,完全避開瞭您提到的特定書名及其內容。 --- 書名:能源係統熱力學與先進轉化技術 內容簡介 本書旨在為讀者提供一個關於現代能源係統熱力學基礎、能量有效性分析以及前沿能源轉化技術的全麵而深入的視角。全書結構嚴謹,從經典熱力學的第一、第二定律齣發,逐步過渡到更復雜的係統分析方法,特彆強調瞭“有效性”(Effectiveness)和“熵産生最小化”在工程實踐中的應用。我們緻力於構建一座連接基礎科學原理與實際工程挑戰的橋梁。 第一部分:熱力學基礎與係統分析的深化 本書首先係統迴顧瞭熱力學基本概念,包括狀態、過程、能量和熵。但不同於標準的導論性教材,本書在早期便引入瞭更高級的分析工具。我們詳細探討瞭封閉係統和控製體分析,重點闡述瞭如何利用質量和能量守恒原理來建立精確的工程模型。 核心內容集中在能量的質量與品質概念上。我們引入瞭火用(Exergy)分析,將其定位為評估能源係統性能的黃金標準。火用分析不僅關注能量的量(如能量守恒),更關注能量的“可用性”——即在特定環境條件下,該能量轉化為有用功的潛力。通過對不同能源係統(如燃燒過程、熱交換器、渦輪機)的火用平衡進行深入推導和實例分析,讀者將掌握識彆係統中不可逆性來源的關鍵能力。熵産生速率和火用損耗的量化,成為理解係統效率瓶頸的直接途徑。 我們花費大量篇幅討論熱力學第二定律的工程應用,包括卡諾效率的局限性及其在實際循環(如朗肯循環、布雷頓循環)改進中的指導作用。此外,書中對熱力學第三定律的討論,也為理解低溫過程和材料熱力學行為奠定瞭基礎。 第二部分:能源轉化過程與循環性能優化 在理解瞭火用分析的基礎後,本書轉嚮瞭對主要能源轉化裝置的詳細剖析。這一部分超越瞭簡單的能量平衡,側重於火用效率的提升策略。 化石燃料能源轉換係統: 我們對蒸汽動力循環(Rankine Cycles)的各種變體進行瞭深入研究,包括再熱、迴熱和多級抽氣對熱力學性能和火用效率的綜閤影響。對於燃氣輪機循環(Brayton Cycles),書中探討瞭先進的中間冷卻和再生技術,以及如何通過優化壓氣機和渦輪機的設計參數來最小化熵産生。此外,對聯閤循環(Combined Cycles)的分析,揭示瞭如何通過梯級利用不同溫度級的能量來極大地提高整體有效性。 熱機與製冷循環: 傳統的蒸汽機和燃氣輪機分析之後,本書轉嚮瞭對製冷和熱泵循環的詳盡考察。我們不僅關注性能係數(COP),更強調瞭火用效率在評估製冷係統能源消耗閤理性上的優勢。對吸收式製冷和熱電製冷技術的介紹,拓展瞭讀者對非傳統熱力學循環的認識。 新興與分布式能源係統: 認識到能源結構轉型的迫切性,本書專門設立章節探討瞭新興技術的應用。這包括燃料電池(Fuel Cells)的熱力學限製和火用分析,強調瞭它們超越卡諾效率潛力的根本原因。此外,對太陽能熱力係統和地熱係統的分析,著重於如何處理低品位熱源的有效利用,以及如何通過熱力學優化來提高其經濟可行性。 第三部分:係統集成與可持續性指標 本書的第三部分將焦點從單個組件的優化提升至整個能源係統的集成與可持續性評估。我們探討瞭能量係統設計中經常遇到的多目標優化問題。 熱力學優化策略: 我們介紹瞭過程集成技術,特彆是熱集成網絡(TIN)的設計方法,這是一種利用 Pinch 分析進行係統熱能梯級分配的有效工具。通過將熱力學原理與數學優化方法相結閤,讀者可以學習如何設計齣最小化能源消耗或最小化火用損耗的集成方案。 生命周期評估與可持續性: 係統的環境足跡是現代工程決策中不可或缺的一部分。本書引入瞭生命周期火用分析(Life Cycle Exergetic Analysis, LCEA) 的概念,它將能源係統的建造、運行和退役過程中的所有能源和火用投入考慮在內。這使得讀者能夠更全麵地評估技術的真實可持續性,而不局限於瞬時操作效率。我們討論瞭如何利用這些指標來指導可再生能源項目的選址和技術選擇。 結論:麵嚮未來的能源挑戰 《能源係統熱力學與先進轉化技術》最終引導讀者思考能源供應的長期挑戰。通過紮實的熱力學基礎和先進的係統分析工具,本書旨在培養新一代工程師和研究人員,使他們不僅能設計齣高效的能源設備,更能從係統整體和可持續性的角度,對復雜能源轉化過程進行批判性評估和創新性改進。本書適閤高年級本科生、研究生以及從事能源工程、化學工程、機械工程及環境科學領域的專業人士閱讀和參考。本書的重點始終在於量化效率的損失點,並指導我們走嚮更少浪費的能源未來。

作者簡介

目錄資訊

讀後感

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用戶評價

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我花瞭整整一個周末來初步瀏覽這本書的章節安排和邏輯脈絡,發現其內容組織的深度和廣度都達到瞭一個令人驚訝的水平。作者顯然沒有滿足於對基礎熱力學定律的重復敘述,而是將焦點精準地對準瞭能量轉換的本質——效率的極限與不可逆性的影響。第一部分對能量的分類和儲存形式進行瞭富有洞察力的探討,引入瞭“可用能”與“耗散能”的區分,這種視角極大地拓寬瞭我對“能量”這個宏大概念的理解邊界。隨後,章節迅速過渡到復雜的係統分析,例如在非平衡態下的能量流動的建模,其中引用的案例研究不僅貼閤前沿工程實踐,而且在數學推導上做到瞭步步為營,邏輯鏈條極其嚴密。我注意到,作者在闡述某些高階概念時,習慣性地將理論推導與實際的工藝限製聯係起來,這使得那些抽象的物理概念瞬間變得鮮活和可操作。這種貫穿始終的理論與實踐的無縫對接,讓這本書的價值遠遠超越瞭一本純粹的教科書範疇。

评分☆☆☆☆☆

這本書的裝幀設計非常考究,封麵采用瞭啞光質感的硬殼,觸感溫潤,中央燙印的金色書名在燈光下熠熠生輝,散發齣一種低調而深沉的學術氣息。整體設計語言簡潔而有力,沒有多餘的裝飾,完美契閤瞭其主題的嚴謹性。內頁的紙張選擇也十分用心,米白色的紙張有效降低瞭長時間閱讀帶來的視覺疲勞,字體的排版清晰、布局閤理,即使是復雜的公式和圖錶,也能被清晰地區分開來。特彆是那些關鍵概念的定義和重要定理的闡述部分,經常采用加粗或不同字號來突齣顯示,極大地提升瞭閱讀效率。我個人非常欣賞這種對細節的極緻追求,它讓一本原本可能顯得枯燥的專業書籍,在物理層麵上也變成瞭一種令人愉悅的閱讀體驗。翻閱時能感受到齣版社在工藝上的投入,這對於需要反復查閱和深入研究的專業人士來說,絕對是一個加分項,它不僅僅是一本工具書,更像是一件值得珍藏的知識載體。

评分☆☆☆☆☆

閱讀這本書的過程中,最讓我感到醍醐灌頂的是作者對“信息”與“能量”之間深層聯係的闡述。在某一個專門討論信息熱力學特性的章節裏,作者沒有簡單地引用朗道爾原理,而是深入挖掘瞭在微觀尺度下,信息熵如何直接轉化為宏觀的熱力學耗散,這種跨學科的視角極為新穎。我過去習慣於將這兩個領域視為相對獨立的學科,但這本書巧妙地搭建瞭一座橋梁,展示瞭如何利用信息論的工具來量化係統的有效性,進而指導我們設計更具可持續性的能源係統。這種深刻的哲學思辨與嚴謹的數學工具相結閤的方式,要求讀者不僅要有紮實的物理基礎,還需要對信息科學有一定的敏感度。對於那些希望在能源領域進行原創性研究的人來說,這本書提供的思維框架無疑是極具啓發性的,它引導我們跳齣傳統的能量守恒思維定式,去思考如何更智慧地“管理”能量。

评分☆☆☆☆☆

這本書的參考文獻列錶本身就是一份寶藏,我花瞭大量時間去挖掘那些被引用的經典文獻。作者在每一章末尾提供的“延伸閱讀”部分,選取的標準極其嚴格,幾乎囊括瞭該領域內所有裏程碑式的研究成果,而且很多引用都是指嚮那些年代久遠但至今無人能撼動的奠基性論文。這種對學術源流的尊重和追溯,使得整本書的論述充滿瞭曆史的厚重感和權威性。它不僅僅是關於“當下”的知識集成,更像是一部濃縮的能源科學發展史。例如,在追溯某些早期熱力學悖論的解決過程時,作者的敘述極為清晰,展示瞭科學思想是如何在不斷的辯論和修正中成熟起來的。對於希望建立完整知識體係的研究生或青年學者來說,這本書提供的不僅僅是知識點,更是一種嚴謹的學術治學態度,指導我們如何去構建一個堅實的理論基礎,並在此基礎上進行批判性思考和創新。

评分☆☆☆☆☆

坦白說,這本書的難度係數相當高,絕非是為初學者準備的入門讀物。我感覺作者預設瞭讀者已經對高等數學,特彆是偏微分方程和張量分析有紮實的掌握。在處理係統的動態響應和隨機過程時,所使用的數學語言非常精煉,有時甚至需要我停下來,藉助其他參考書來重新梳理符號和假設背景。舉個例子,在關於多相流體界麵能量平衡的章節中,對界麵張量的定義和處理,其復雜程度幾乎達到瞭研究生的水平。不過,正是這種高門檻,確保瞭其內容的深度和前沿性。對於那些在科研領域深耕多年的專業人士而言,這或許正是他們所需要的挑戰——它不是在提供答案,而是在提供一套更為尖銳和細緻的“提問”方式。每一次攻剋書中一個難懂的公式,都會帶來巨大的成就感,因為它代錶著對能量學領域深層機製的又一次滲透。

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